Спелеоклиматотерапия: психофизиологические механизмы воздействия на организм здорового человека

Полный текст

В настоящее время спелеоклиматотерапия является одним из весьма популярных немедикаментозных и эффективных методов лечебного воздействия на организм человека. Она представляет собой влияние специфического микроклимата соляных пещер, горных выработок, шахт. Особый спелеоклимат при этом формируется за счет мелкодисперсного аэрозоля NaCl, К⁺ и Mg²⁺, относительно высокой влажности воздуха, низкого и безопасного для организма уровня радиации, наличия в воздухе легких аэроионов, гипоаллергенности воздуха, поддержания оптимальной, чуть сниженной температуры среды и слабого потока воздуха [1]. Компоненты спелеоклимата не выказывают вредного воздействия на организм, поскольку они находятся в пределах уровня гормезиса [2].

В 1968 г. была открыта первая подземная спелеолечебница в соляных шахтах Солотвино (Закарпатье). В 1977 г. была открыта сильвинитовая спелеолечебница в г. Березники (калийный рудник на Верхнекамском месторождении калийных солей) в Пермской области [3].

В подземной спелеолечебнице сложно создать безопасные условия пребывания больных и предусмотреть пути эвакуации в случае аварии, что особенно важно при лечении детей и пожилых людей [4]. В связи с чем, возникла идея создания спелеолечебниц на поверхности, а не под землей. Таким образом, появились первые в мире спелеолечебные "камеры", что упростило доступ к спелеоклиматотерапии для всех слоев населения во всех регионах России. Идея создания спелеоклиматических камер и нового вида медицинской технологии (лечения в "соляной пещере") принадлежит доценту В.А. Старцеву (Пермский политехнический институт, кафедра разработки месторождений полезных ископаемых) [5].

Первые спелеоклиматические камеры, воспроизводящие микроклимат подземных соляных пещер, были созданы в России: в Перми (1982) и в Санкт-Петербурге (Ленинград, 1984). Методика спелеоклиматотерапии с использованием сильвинита апробирована, одобрена и рекомендована Минздравом РФ [5].

Следует подчеркнуть, что в настоящее время методика оздоровления с помощью спелеоклиматотерапии применяется в стадии ремиссии заболевания, а также в период реабилитации. Процедуры в соляной комнате назначают при патологии дыхательных путей, эндокринной системы, нервной, иммунной системы, кожных заболеваниях [4–6].

В данном литературном обзоре рассматриваются статьи, иллюстрирующие работу коллектива кафедры нормальной физиологии ФГБОУ ВО ВГМУ (г. Воронеж).

Методические особенности использования спелеокамеры в исследовании

На кафедре нормальной физиологии ФГБОУ ВО ВГМУ спелеокамера работает с 2006 г., площадью 14 м². Аэроионный состав воздуха спелеокамеры, измеренный прибором "счетчик аэроионов малогабаритный МАС-1, зав. № 200114" составляет: содержание отрицательных аэроионов — 1987–2017 е/см³, положительных аэроионов — 834–1074 е/см³, радиационный фон — около 17 мкР/ч. Мощность дозы гамма излучений — 14–17 мкР/ч (не превышает максимально допустимые дозы радиации для населения от природных источников – 50 мкР/ч (из СанПин 2.6.1.2523-09 (НРБ 99/2009)).

В спелеокамере активно проводятся исследования воздействия спелеоклимата на организм человека, в которых принимают участие студенты-добровольцы 1–3 курсов ВГМУ им. Н.Н. Бурденко (г. Воронеж). Критерии включения в экспериментальную группу: состояние здоровья, отсутствие острого периода инфекционных заболеваний, периода обострения хронических заболеваний, дефектов верхних дыхательных путей. Исследования соответствуют этическим стандартам, разработанным в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации "Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека" с поправками 2000 г. и "Правилами клинической практики в Российской Федерации", утвержденными Приказом Минздрава РФ от 19.06.2003 г. № 266. Каждого участника информировали о цели исследования, каждый подписывал согласие на участие в исследовании.

Изменения параметров висцеральных систем организма человека под влиянием курса спелеотерапии

Исследование иммунной системы показало возрастание содержания Т-лимфоцитов, Т-хелперов, Т-цитотоксических лимфоцитов, увеличение ранней и поздней активации Т-лимфоцитов и Т-регуляторных клеток, увеличение количества В-клеток и NK-клеток с фенотипом CD3-CD16-CD56+ [7]. При этом на фоне стресс-индуцированных изменений психовегетативного состояния были выявлены изменения иммунной системы, проявляющиеся в более высокой величине естественного и адаптивного иммунитета по сравнению с контролем [8–10].

Полученные результаты свидетельствуют о положительном влиянии спелеоклимата на генетический аппарат человека [11], что характеризуется снижением частоты встречаемости эпителиальных клеток буккального эпителия с ядерными аберрациями. Однако в конце курса спелеоклиматотерапии процессы окисления свободных радикалов усиливаются, что, возможно, связано с процессом адаптации студентов к новым условиям и компенсаторной активацией механизмов антиоксидантной защиты, направленной на снижение уровня окислительного стресса в организме [12].

Выявлено также увеличение активности α-амилазы слюны пациентов под влиянием спелеотерапии. При этом показана отрицательная корреляция динамики частоты встречаемости аномальных ядер клеток буккального эпителия с показателями активности α-амилазы в группе пациентов со сходно низкой активностью α-амилазы слюны [12, 13].

Анализ динамики показателей вариабельности сердечного ритма взрослого населения до и после сеанса спелеотерапии показал в среднем по группе пациентов увеличение показателей амплитуды моды и индекса напряжения, отражающих активность симпатического отела вегетативной нервной системы (ВНС) [14, 15].

При этом выявлено увеличение индекса напряжения (по Баевскому) и адаптационного потенциала на пятый день курса спелеотерапии в сравнении с исходными данными, и снижение данных показателей на 10-й день спелеотерапии. Это отражает фазные изменения, отмечающиеся в ходе развития общего адаптационного синдрома, и подтверждает эффект возрастания функциональных резервов сердечно-сосудистой системы под воздействием курса спелеотерапии [16].

Показано, что особенности ответа нейроиммуноэндокринной системы организма на влияние спелеотерапии определяются исходным психофизиологическим состоянием человека [17]. Повышение активности симпатической нервной системы среди ваготоников связывают с развитием адаптации к микроклимату спелеокамеры. В физиологии это явление известно как "феномен перекрестной резистентности", когда воздействие одного стрессора увеличивает сопротивляемость организма к воздействию другого стрессора [18].

Так, предположительно активация симпатического отдела ВНС после курса спелеотерапии происходит за счет мобилизации физиологических систем, сопровождающих процесс адаптации к микроклимату спелеокамеры. Механизм коррегирующего действия спелеотерапии среди нормотоников и симпатотоников – это снижение чрезмерной активности стрессорных систем [19]. После курса спелеотерапии в подгруппе нормотоников и симпатотоников происходит снижение параметров амплитуды моды, индекса напряжения и вагосимпатического индекса, отражающих активность симпатического отдела ВНС, что свидетельствует о восстановлении вегетативного равновесия, нарушенного под влиянием психоэмоционального напряжения. Такая динамика показателей вегетативного состояния свидетельствует о снижении активности стресс-реализующих систем [20].

Активность центрального контура регуляции сердечной деятельности по отношению к автономному индексу централизации (ИЦ) и индексу активации подкорковых центров (ИАП) значимо не изменялись [21].

Под влиянием спелеоклимата отмечено снижение артериального давления (АДс, АДд, АДп), частоты сердечных сокращений (ЧСС), увеличение жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и индекса Тиффно, показателя потока-объема, скорости максимального кровотока; снижение уровня тревожности, сатурация кислорода крови увеличивалось на 2–3 день спелеопроцедур и находилось на более высоком уровне в течение всего спелеокурса [22–24].

Выявлено, что под влиянием спелеоклиматотерапии на 10-й день воздействия достоверно уменьшились значения длительности вдоха (Твд), длительности выдоха (Твыд) и длительности дыхательного цикла (ДЦ) испытуемых по пневмограмме относительно состояния покоя до курса спелеовоздействия [25].

Регулярное пребывание пациентов в условиях спелеокамеры способствовало уменьшению отека слизистой оболочки бронхов, устранению аллергии, снижению патогенной микрофлоры, что связано с иммунокорригирующим влиянием спелеотерапии на организм человека [26]. Спелеотерапия снимает эозинофильное воспаление и улучшает активность гуморального иммунитета.

Так, в результате комплексного лечения с использованием спелеосеансов наблюдалось более быстрое снижение клинической симптоматики бронхо-легочных заболеваний.

Взвешенные аэрозоли NaCl частично оседают на слизистой бронхов, увеличивают осмотическое давление в мокроте, усиливают приток отечной жидкости из подслизистого слоя, и также из расширенных капилляров. Все это приводит к разжижению мокроты, уменьшению отека подслизистого и слизистого слоев бронхиального дерева, расширению просвета дыхательных путей, снижению явлений застоя в микроциркуляторном русле, повышению текучести крови по кровеносным сосудам, понижению степени ремоделирования сосудистой стенки. Как результат — положительная динамика бронхо-легочных заболеваний в стадии ремиссии и повышение резистентности у здоровых людей [23, 24].

Реографический индекс (РИ) значимо увеличивается на 7-й день после окончания спелеотерапии по отношению к состоянию покоя до начала спелеолечения. Амплитуда быстрого кровенаполнения (АБКН) достоверно ниже в период спелеовоздействия и после, относительно состояния покоя до спелеокурса. Амплитуда конечной диастолической фазы (АКДФ) достоверно ниже в период спелеовоздействия и после него, относительно состояния покоя до спелеокурса. Амплитуда систолической фазы венозной компоненты (АСФВК) незначительно ниже в период прохождения курса в спелеокамере, и на 7-й день после окончания курса спелео достоверно ниже относительно состояния покоя до воздействия [27].

Можно отметить, что влияние спелеоклимата на организм человека преимущественно органичивается внутрисистемными влияниями, затрагивая регуляторную систему организма человека на уровне вагосимпатического взаимодействия. Показано, что сумма абсолютных значений значимых внутрисистемных корреляционных связей увеличивается на 3-й день спелеотерапии и снижается к 7-му спелеосеансу, следовательно, напряжение в сосудистой системе возрастало на 3-й день спелеотерапии и снижалось на 10-й день, сохраняя последействие, что соответствует адаптационной теории [27].

Следовательно, сосудистая система отражает адаптационные особенности организма к действию аэроионов, в то время как изменение деятельности сердца выказывает неоднозначный ответ на действие спелеоклимата, преимущественно отражающийся в напряжении систем регуляции. Дыхательная система реагирует наиболее позитивно, поскольку аэроионы восстанавливают и поддерживают легочную ткань и положительно воздействуют на систему продукции и обмена сурфактантов.

Изменения центральных механизмов организма человека под влиянием курса спелеотерапии

Выявлено значительное снижение ситуативной тревожности личности после курса спелеоклиматотерапии (по Спилбергеру). Причем на 3-й день спелеоклиматотерапии у испытуемых снижается самочувствие, настроение, увеличиваются показатели активности и личностной и ситуативной тревожности. На 10-й день спелеоклиматотерапии у испытуемых улучшается самочувствие, увеличивается активность. Квартильный размах параметров настроения и личностной тревожности снижаются [28]. При этом все обследованные пациенты отмечают положительное воздействие спелеоклимата на организм [29].

После курса спелеоклиматотерапии отмечено улучшение простой зрительно-моторной реакции (пЗМР) ведущей руки испытуемых на стимулы красного цвета разной формы. По результатам пЗМР показано уменьшение эмоционального напряжения, снижение тревожности, устранение признаков дезадаптации, что свидетельствует о положительном влиянии спелеофакторов на процессы высшей нервной деятельности [30].

Однако работоспособность студентов, оцениваемая путем вариационной хронорефлексометрии с применением методики М.П. Мороз (одновременная реакция двух рук на появление белого квадрата на экране компьютера), значимо не изменилась, а скорость пЗМР на белые квадраты стала выше, чем до начала курса спелеотерапии. Стандартное отклонение также имело тенденцию к увеличению. Уровень функциональных возможностей (УФВ) и функциональная устойчивость при этом имели тенденцию к увеличению, что является положительным результатом воздействия спелеоклимата [31].

При изучении механизмов влияния спелеотерапии на ЭЭГ человека выявлено, что в состоянии функционального покоя с открытыми и закрытыми глазами у пациентов после воздействия спелеоклимата снизилось напряжение в центральной нервной системе (ЦНС). При этом амплитуда θ-ритма (стресс-ритм) в функциональном состоянии покоя "открытые глаза" имела тенденцию к снижению как справа, так и слева в теменных, височных (Т₅ и Т₆), фронтальных (F₈, F₇) отведениях, однако в отведениях Т₃ и Т₄, F₃ и F₄ амплитуда θ-ритма стремилась к повышению; в то же время в центральных и затылочных областях динамика амплитуды θ-ритма была разнонаправлена. Межполушарная асимметрия изменения θ-ритма при закрытых глазах отражает увеличение аналитической стратегии переработки информации и доли произвольной регуляции с участием сознания [32, 33].

Амплитуда α-ритма в состоянии "открытые глаза" увеличивалась как справа, так и слева во всех обследуемых отведениях. Амплитуда α-ритма в функциональном состоянии покоя "закрытые глаза" имела тенденцию к повышению во всех изученных отведениях. Амплитуда β-ритма в функциональном состоянии покоя "открытые глаза" имела тенденцию к повышению в затылочных и височных (Т₃, Т₄) областях; а в теменных отведениях Р₃ и Р₄ – имела тенденцию к снижению; в то время как в центральных и фронтальных областях амплитуда β-ритма практически не менялась. Амплитуда β-ритма в функциональном состоянии покоя "закрытые глаза" имела тенденцию к повышению практически во всех отведениях [33].

Выявленные различия могли отражать эффективный отдых в период спелеотерапии, свидетельствовать о готовности пациентов к активной деятельности, о восстановлении работоспособности и ментальной активности головного мозга после сеанса спелеоклиматотерапии. Отмеченные различия также могли быть связаны со снижением напряжения в регуляторных системах под воздействием сеанса спелеотерапии, при одновременной активной мыслительной деятельности, анализе ситуации, и быть результатом принятия решения в формировании функциональной системы целенаправленной деятельности человека [34].

Следует отметить, что среднюю мощность биоэлектрической активности мозга различных ритмических диапазонов можно использовать как простейший индикатор изменения уровня функциональной активности ЭЭГ пациента (пациентов) под воздействием аэроионов. Корреляционный анализ средних мощностей биоэлектрической активности мозга различных ритмических диапазонов до и после влияния сеанса спелеоклиматотерапии отражает уровень напряжения в регуляторной системе, и его снижение характеризует спелеовоздействие как положительное [34].

Выявлено, что курс спелеотерапии улучшает скорость проведения зрительного сигнала, скорость первичной обработки информации и скорость анализа зрительной информации по параметрам зрительных вызванных потенциалов (зВП) [35]. При этом анализ гендерных отличий зВП на вспышку в состоянии покоя до спелеотерапии показал, что слева у юношей и девушек наблюдаются значимые отличия как по скорости проведения возбуждения, так и по скорости обработки зрительного сигнала: у юношей скорость проведения и обработки зрительной информации выше. Справа таких отличий не выявлено [36].

Под влиянием спелеотерапии значимые отличия между юношами и девушками нивелируются. У девушек и у юношей на третий день спелеотерапии скорость проведения зрительного сигнала и время его обработки увеличиваются (увеличен латентный период волн зВП), а на 10-й день спелеотерапии – снижаются. Но у девушек изменения на 3-й день спелеотерапии выражены в большей степени, справа и слева наблюдаются изменения равной степени выраженности. У юношей же изменения выражены в большей степени слева [36].

Это могло быть связано со сложным адаптогенным действием спелеоклимата и изолированным влиянием ряда спелеофакторов на состояние ЦНС человека [37]. Раскрыта чувствительность тканей мозга к пороговым значениям аэроионизации. В литературе описано усиление лечебного влияния отрицательных ионов в условиях пониженной температуры (16–18°С) [38, 39]. А поскольку спелеокамера имеет свой относительно стабильный микроклимат, комплексное воздействие факторов этого микроклимата на организм человека осуществляется по концепции гормезиса [40].

Заключение

Исследование иммунной системы взрослого здорового человека, динамики показателей кардиоритма и реограммы, ЭЭГ и зВП, показателей дыхания, работоспособности, психологического статуса участников исследования позволило выявить, что влияние спелеоклимата на организм человека преимущественно ограничивается внутрисистемными влияниями, затрагивая регуляторные системы организма на уровне вагосимпатического взаимодействия. Сосудистая система отражает адаптационные особенности организма к действию аэроионов, в то время как деятельность сердца выказывает неоднозначный ответ на действие спелеоклимата, преимущественно отражающийся в напряжении системы регуляции даже после всего курса спелеотерапии. Дыхательная система реагирует более позитивно, поскольку аэроионы восстанавливают и поддерживают легочную ткань и положительно воздействуют на систему сурфактантов. Под влиянием спелеоклимата происходит запуск специфических и неспецифических механизмов иммунной защиты. Также выявлено значительное снижение ситуативной тревожности личности после курса спелеотерапии (по Спилбергеру). После курса спелеотерапии отмечено улучшение пЗМР ведущей руки испытуемых. В состоянии функционального покоя с открытыми и закрытыми глазами у пациентов после воздействия спелеклимата снизилось напряжение в ЦНС. Курс спелеотерапии улучшает скорость проведения зрительного сигнала, скорость первичной обработки информации и скорость анализа зрительной информации по параметрам зВП.

Таким образом, курс спелеотерапии увеличивает резервы нейроиммуноэндокринной системы взрослого здорового человека, что обусловлено исходным психофизиологическим состоянием и приводит к увеличению, а затем — к снижению активности стресс-реализующих систем.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией данной статьи.

Об авторах

Е. В. Дорохов

ФГБОУ ВО "Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко" Минздрава России

Email: vera2307@mail.ru
Россия, Воронеж

В. А. Семилетова

ФГБОУ ВО "Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко" Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: vera2307@mail.ru
Россия, Воронеж

Список литературы

Дополнительные файлы